Неверојатни полупроводнички уред - диода тунел

Кога ќе студираат на механизмот на исправување на наизменична струја на местото на контакт на две различни средини - полупроводници и метал, се претпоставува дека тоа се базира на т.н. тунелирање на носители на електрицитет. Сепак, во тоа време (1932) на ниво на развој на полупроводнички технологија не е дозволено да се потврди претпоставката емпириски. Само во 1958 година, јапонски научник Esaki беше во можност да го потврдите брилијантно, создавањето на првиот тунел диоди во историјата. Благодарение на своите неверојатни квалитет (на пример, брзина), овој производ го привлече вниманието на специјалисти во различни технички области. Вреди да се објасни дека диоди - електронски уред, кој е здружение на едно тело на два различни материјали кои имаат различни видови на спроводливост. Затоа, електрична струја да тече низ него само во една насока. Менување на резултатите од поларитетот во "затворање" на диодата и да се зголеми неговата отпорност. Зголемување на напонот доведува до "дефект".

Размислете за тоа колку диоди тунелот. Класичен исправувач полупроводничка компонента која се уредот користи кристално има голем број на нечистотии кои не повеќе од 10 на 17 степен (степен -3 сантиметри). И бидејќи овој параметар е директно поврзана со бројот на слободни превозници наплаќаат, излегува дека минатото не може да биде повеќе од утврдените граници.

Постои формула која им овозможува за одредување на дебелината на средната зона (транзиција pn):

L = ((Е * (UK-U)) / (2 * Pi * q)) * ((Na + Nd) / (Na * Nd)) * 1.050.000,

каде што Na и Nd - број на јонизиран донатори и acceptors, соодветно; Pi - 3.1416; q - вредноста на полнење на електрони; U - се применува напон; Велика Британија - разликата во потенцијалите на транзиција; Е - вредноста на диелектричната константа.

Последица од формулата е фактот дека за класична PN транзиција диоди карактеристична ниска сила поле и релативно голем дебелина. Дека електроните можат да добијат во слободна зона, тие треба дополнителна енергија (дадени од надвор).

Тунел диоди се користат во нивната изградба ваквите типови на полупроводници, кои го менуваат содржината на нечистотии 10 до 20 степен (диплома -3 сантиметри), што е цел различна од класичната оние. Ова доведува до драматично намалување на дебелината на транзиција, нагло зголемување на интензитетот на областа во регионот на pn и, следствено, појавата на транзиција тунел кога ќе влезат во електрон бендот валентни не треба дополнителна енергија. Ова се случува затоа што нивото на енергија на честичките не се менува со текот бариера. диоди тунелот е лесно да се разликува од нормалниот на своите Волт-ампер карактеристика. Овој ефект создава еден вид на порастот на неа - негативните диференцијални отпор. Поради оваа тунелирање диоди се користат во висока фреквенција уреди (дебелина јазот намалување PN прави таков уред со голема брзина), точни мерна опрема, генератори, и, се разбира, компјутери.

Иако во моментов кога ефектот на тунелот е во состојба да тече во двете насоки, со директно поврзување тензија диоди со зголемување на транзиција зона, намалување на бројот на електрони во состојба на тунелирање премин. зголемување на напонот води до целосно исчезнување на тунелирање сегашните и ефектот е само на обичните дифузни (како во класична диоди).

Исто така постои и уште еден претставник на такви уреди - назад диоди. Тој го претставува истиот тунел диоди, но со изменети својства. Разликата е во тоа што вредноста на спроводливоста на обратна врска, во која обично исправување на уредот "заклучен", што е повисока отколку во директен. Останатите својства соодветствуваат со диоди тунелот: перформанси, ниска самодоверба бучава, способноста да се исправи на променливите компоненти.